Cercetătorii au dezvoltat cu succes un nou tip de fibră inteligentă care poate genera energie și emite lumină fără a fi nevoie de cipuri sau baterii. Aceste fibre inovatoare combină colectarea energiei fără fir, detecția și transmisia semnalului într-o singură structură. Când sunt țesute în materiale textile, ele permit funcții precum afișarea luminii și interacțiunea bazată pe atingere-, toate fără surse de alimentare externe.
Cercetarea a fost publicată înŞtiinţăși este considerat un pas major înainte în dezvoltarea fibrelor funcționale și a textilelor inteligente. Tehnologia poate remodela modul în care oamenii interacționează cu mediul lor și între ei, deschizând în același timp noi posibilități pentru textilele inteligente în mai multe industrii.
O nouă direcție pentru textilele inteligente purtabile
Dispozitivele inteligente portabile au devenit deja parte din viața de zi cu zi. Ele sunt utilizate pe scară largă în monitorizarea sănătății, îngrijirea medicală la distanță și interacțiunea om-mașină. Cu toate acestea, majoritatea dispozitivelor electronice portabile existente se bazează pe componente semiconductoare rigide sau pe dispozitive bazate pe folie flexibilă-. Aceste sisteme reduc adesea confortul, respirabilitatea și moliciunea atunci când sunt integrate în țesături.
Textilele electronice realizate din fibre inteligente oferă avantaje clare. Sunt mai moi, mai respirabile și mai potrivite pentru purtarea pe termen lung-. Astăzi, majoritatea fibrelor inteligente sunt proiectate folosind o „arhitectură von Neumann” tradițională, în care cipurile bazate pe siliciu-se ocupă de procesarea datelor. Sunt necesare diferite module de fibră pentru detectarea, alimentarea cu energie și transmiterea semnalului. Pe măsură ce se adaugă mai multe module, țesăturile devin mai grele, mai groase și mai puțin flexibile.
Descoperirea unui cip-Arhitectură Smart Fiber Free
În timpul unui experiment, o echipă de cercetare de la laboratorul de materiale funcționale avansate al unei universități a observat un fenomen neașteptat: o fibră a început să emită lumină atunci când este plasată într-un câmp electromagnetic fără fir. Această descoperire a condus la dezvoltarea unui concept complet nou, cunoscut sub numele de fibră inteligentă „non-Arhitectura von Neumann”.
Spre deosebire de modelele tradiționale, această nouă fibră integrează colectarea energiei, detectarea și transmisia semnalului într-o singură fibră. Îndepărtează nevoia de cipuri separate, baterii sau module electronice complexe, reducând semnificativ greutatea și rigiditatea.
Cum funcționează fibra
Câmpurile și undele electromagnetice sunt peste tot în viața de zi cu zi. Aceste surse de energie ambientală acționează ca forță motrice wireless pentru noua fibră. Corpul uman joacă un rol important ca mediu de interacțiune energetică, ajutând la ghidarea energiei electromagnetice într-o buclă închisă formată din fibră, corp și pământ.
În demonstrații simple, fibra emite lumină și generează electricitate atunci când este atinsă de o mână umană. Acest efect vizual evidențiază capacitatea sa de a răspunde direct la interacțiunea umană.
Fibra are o structură miez-înveliș cu trei-straturi:
Stratul de bază:O antenă din fibră realizată din nailon acoperit cu argint-, folosită pentru a detecta câmpurile electromagnetice alternative
Stratul mijlociu:Un strat dielectric care îmbunătățește eficiența cuplarii energetice
Stratul exterior:Un strat care emite lumină-câmp-sensible-electric
Materiile prime au costuri reduse-și atât producția de fibre, cât și prelucrarea textilelor folosesc tehnici de fabricație mature.
Aplicații practice și potențial viitor
Fără a folosi cipuri sau baterii, cercetătorii au demonstrat deja afișaje bazate pe textile-și transmiterea semnalului fără fir folosind această fibră. Potrivit experților de la un laborator național pentru modificarea materialelor din fibre, această tehnologie are un potențial puternic de utilizare în îmbrăcămintea și accesoriile de zi cu zi.
Atunci când aceste materiale textile intră în contact cu corpul uman, ele pot oferi percepție vizibilă prin emisie de lumină, feedback interactiv și chiar iluminare puternică. Mișcările și posturile diferite ale corpului pot genera semnale wireless unice, permițând controlul pe baza de gesturi-dispozitivelor electronice.
Aceste noi capabilități ar putea schimba semnificativ modul în care oamenii experimentează o viață inteligentă, făcând tehnologia purtabilă mai naturală, confortabilă și mai eficientă din punct de vedere energetic-.
Sursă:Mașini și materiale de inginerie, Agenția de știri Xinhua
(Unele conținut provin din informații publice. Vă rugăm să ne contactați pentru eliminare dacă este implicată vreo încălcare.)
